Технологические среды

венных помещений 0,5 мг/м3, что в 2 раза меньше (ПДК) хлора в воздухе. Порог восприятия запаха фтористого водорода 0,03 мг/м3, порог раздражающего действия 8 мг/м3, при этом появляется кашель и приступы удушья. При концентрации 50 мг/м3 возникает раздражение слизистых оболочек, слезо-слюнотечение, насморк, иногда рвота. Очень высокие концентрации в 1500 мг/м3 приводят к спазмам дыхательных органов, и при воздействии в течение 5 минут наступает смерть. Максимально допустимая концентрация при применении промышленных и гражданских противогазов составляет 2000 мг/м3.

Меры первой помощи при поражении фтористым водородом.

В зараженной зоне: обильное промывание водой глаз и лица, надевание противогаза, срочный вывод (вывоз) из очага.

После эвакуации из зараженной зоны: согревание, покой, обильное промывание глаз водой, обработка пораженных участков кожи водой, мыльным раствором, при затруднении дыхания тепло на область шеи, немедленная эвакуация в лечеб-ное учреждение. Ингаляции кислорода не проводить.

Действия персонала при утечке фтористого водорода.

Изолировать опасную зону, удалить из нее людей, держаться с наветренной стороны. Применять средства защиты, приведенные в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Средства защиты при утечке фтористого водорода

Действияпожарного персоналаприутечке фтористоговодорода.

Непосредственно на месте аварии и в зонах заражения с высокими концентрациями на расстоянии до 500 м от места разлива работы проводят в изолирующих противогазах ИП-4М, ИП-5 (на хими-

11

чески связанном кислороде) или дыхательных аппаратах АСВ-2, ДАСВ (на сжатом воздухе), КИП-8, КИП-9 (на сжатом кислороде) и средствах защиты кожи (Л-1, ОЗК, КИХ-4, КИХ-5).

На расстоянии более 500 м от очага, где концентрация резко понижается, средства защиты кожи можно не использовать, а для защиты органов дыхания используют промышленные противогазы

скоробками марок А, В, БКФ, МКФ, а также гражданские противогазы ГП-5, ГП-7, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш в комплекте с дополнительным патроном ДПГ-3.

Нейтрализуют фтористый водород следующими растворами: аммиачной водой – 10 %-м водным раствором аммиака (напри-

мер, 100 литров жидкого аммиака + 900 литров воды); 10 %-м водным раствором гашеной извести (100 кг гашеной из-

вести + 900 литров воды); известковым молоком, для чего одну весовую часть гашеной

извести заливают тремя частями воды, тщательно перемешивают, затем сверху сливают известковый раствор (например, 100 кг гашеной извести + 300 литров воды);

10 %-м водным раствором кальцинированной соды, для чего 1 весовую часть кальцинированной соды растворяют и перемешивают

с9 частями воды (например, 100 кг кальцинированной соды + 900 литров воды).

При утечке газообразного (при температуре выше +19,5 С) фто-

ристого водорода для погашения паров распыляют воду. При разливе жидкого фтористого водорода место разлива ограждают земляным валом (кроме песка), заливают известковым молоком, аммиачной водой, раствором гашеной извести, кальцинированной соды либо водой. Для обезвреживания 1 тонны жидкого фтористого водорода необходимо 35–40 тонн воды. Для нейтрализации 1 тонны жидкого фтористого водорода необходимо 20 тонн растворов. Для распыления воды или растворов применяют поливомоечные и пожарные машины, авторазливочные станции (АЦ, ПМ-130, АРС-14, АРС-15), а также имеющиеся нахимическиопасных объектах гидранты испецсистемы.

Арсин – класс опасности 2.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений 0,1 мг/м3, в почве – 2 мг/м3. Оказывает общетоксическое действие на организм. Вызывает гемо-

12

лиз эритроцитов и образование метгемоглобина, поражение нервной системы и выделительных органов. При контакте с мышьяковистым водородом симптомы отсутствуют. Отравление развивается через 8–30 ч после вдыхания.

Признаки поражения: слабость, головокружение, головные боли, боль под ложечкой, стеснение дыхания, иногда синюха, тошнота, рвота, развитие желтухи.

При острых отравлениях: ясное сознание, зуд, носовые кровотечения, сухость во рту и горле, жажда, поражение печени, почек, селезенки, кровоизлияние в различных частях тела, учащение пульса и дыхания, понижение кровяного давления и температуры, отек легких, судороги; полная задержка мочеотделения со смертельным исходом.

Пороговая токсодоза 0,2 мг мин/л. Максимально допустимая концентрация при использовании общевойсковых противогазов

10000 мг/м3.

Арсин перевозят в сжиженном состоянии в контейнерах, железнодорожных цистернах, баллонах, которые являются временным его хранилищем. Обычно арсин хранят в наземных горизонтальных цилиндрических (объемом 10–250 м3) резервуарах под давлением собственных паров 6–18 кгс/см2 или в наземных вертикальных цилиндрических резервуарах (объемом 50–5000 м3) при атмосферном давлении и температуре окружающей среды.

Меры первой помощи при поражении арсином.

В зараженной зоне надеть на пострадавшего противогаз или ватномарлевую повязку, смоченную водой, эвакуировать пострадавшего из зоны заражения. После эвакуации из зараженной зоны обеспечить покой, тепло; ввести подкожно или внутримышечно 1 мл 40 %-го масляного раствора меркаптида, 5 мл 5 %-го раствора унитиола и немедленно доставить в лечебное учреждение.

Действия персонала при утечке арсина.

Изолировать опасную зону в радиусе не менее 400 м, удалить из нее людей, держаться наветренной стороны, избегать низких мест, соблюдать меры пожарной безопасности, не курить. В опасную зону входить в изолирующих противогазах или дыхательных аппаратах

(ИП-4М, ИП-5, ИП-6, КИП-8, АИР-324, АИР-317, АСВ-2) и сред-

ствах защиты кожи (костюм Л-1, ОЗК, КИХ-4, КИХ-5, «КАИС»). На удалении от источника химического заражения более 400 м средства защиты кожи можно не использовать, а для защиты органов

13

дыхания используют фильтрующие общевойсковые противогазы ПМГ, ПМК, промышленные противогазы большого габарита с коробками марки Е, БКФ, гражданские и детские противогазы ГП-5, ГП-7, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш сдополнительными патронамиДПГ-3, ДПГ-1.

Действия пожарного персонала при утечке арсина.

Использовать автономные дыхательные аппараты и защитную одежду. При разливе жидкого мышьяковистого водорода место разлива засыпают активным углем или углем-катализатором, обрабатывают дегазирующим раствором № 2-ащ (2-бщ) или 10 %-м водным раствором щелочи. Используют следующиенейтрализующие средства:

для нейтрализации жидкого арсина: 10 %-й водный раствор щелочи (например, 100 кг едкого натра и 900 л воды) с нормой расхода 15 тонн раствора на 1 тонну арсина;

для нейтрализации газообразного арсина: сжигание керосина с нормой расхода 1–2 тонны керосина на 1 тонну мышьяковистого водорода. При пожаре тушить распыленной водой, воздушно-механичес- кой пеной. Могут происходить спонтанные взрывные возгорания.

Для распыления воды и растворов применяют поливомоечные и пожарные машины, авторазливочные станции(ПМ-130, АЦ, АРС-14, АРС-15), мотопомпы (МП-800), а также имеющиеся на химически опасных объектах гидранты и спецсистемы.

Для утилизации загрязненного грунта на месте разлива срезают поверхностный слой грунта на глубину загрязнения, собирают и вывозят на утилизацию с помощью землеройно-транспортных машин (бульдозеров, скреперов, автогрейдеров, самосвалов). Места срезов засыпают свежим слоем грунта, промывают водойвконтрольныхцелях.

Фосфин – класс опасности 1.

Ядовит, горюч, может быть в виде жидкости или газа. При нормальных условиях – газ без цвета с запахом гниющей рыбы. Может сформировать взрывоопасные смеси с воздухом. Вызывает смерть при вдыхании. Повреждает легкие, почки, печень, нервную систему. Симптомы отравления проявляются не сразу (срок до 48 ч).

При вдыхании вызывает раздражение дыхательной системы, боль в груди, трудность дыхания, утомление, боль в голове, боль в желудке, головокружение, рвоту, конвульсии и потерю сознания. При контакте с кожей в жидком виде вызывает обморожение. При проглатывании и попадании в глаза вызывает обморожение. При постоянном несмертельном контакте вызывает анемию, бронхиты и

14

болезни желудочно-кишечного тракта. Может вызывать аритмии, астму и фиброз легких.

Меры первой помощи при поражении фосфином.

При малейшем подозрении контакта вынести пострадавшего на свежий воздух, если необходимо – сделать искусственное дыхание. Дать пострадавшему кислород, поместить под врачебное наблюдение, даже если никаких симптомов нет. При контакте с кожей не вдыхать пар, промыть пораженное место водой комнатной температуры. Если задета одежда, то поместить пострадавшего под душ и снять с него одежду под душем. Доставить пострадавшего к врачу. При попадании в глаза промыть большим количеством воды и доставить пострадавшего к врачу.

Действия персонала при утечке фосфина.

Немедленно эвакуировать всех людей с пораженной территории. Использовать автономные дыхательные аппараты и защитную одежду. Постоянно контролировать содержание фосфина в воздухе. Ликвидировать все источники возгорания, так как фосфин формирует взрывоопасные смеси с воздухом. Проветрить предварительно территорию, покрыв разлив абсорбентом или залив водой и не допуская утечек.

Действия пожарного персонала при утечке фосфина.

Потушить пламя, используя углекислый газ, порошковые средства, пену или водяной аэрозоль. Обязательно использовать автономные дыхательные аппараты и защитную одежду – пожарный огнеупорный костюм. Охладить источники фосфина водяным аэрозолем или распыленной водой с большого расстояния. Ядовитые пары осадить водяным аэрозолем. Следить за возможными спонтанными возгораниями. Перекрыть поступление фосфина. Если он в баллонах, поддерживать их низкую температуру во избежание взрыва при повышении давления.

Для защиты кожи применяют перчатки и высокие боты. Для защиты глаз и лица используют герметичные защитные очки и маску, для защиты дыхательной системы – полностью автономный дыхательный аппарат с избыточным давлением, маска которого должна закрывать все лицо.

Диборан – класс опасности 1.

Ядовитый, горючий газ с отталкивающим сладким запахом. При вдыхании может вызвать смерть, особенно при недостатке кислоро-

15

да. Повреждает дыхательную систему, вызывает головную боль, головокружение, кашель, сжимающее ощущение в груди, озноб, лихорадку и слабость. Вызывает помутнение зрения, судороги и болезненные спазмы мышц. Может вызывать повреждение печени, почек и нервной системы. При попадании на кожу приводит к зуду, покраснению, отекам. При попадании в глаза вызывает покраснение и отек конъюктивы. При постоянном несмертельном контакте появляются хронические респираторные заболевания и обостряются болезни кожи.

Меры первой помощи при поражении дибораном.

При малейшем подозрении контакта вынести пострадавшего на свежий воздух, если необходимо, сделать искусственное дыхание. Дать пострадавшему кислород, поместить под врачебное наблюдение, даже если никаких симптомов нет. При контакте с кожей снять одежду и промыть кожу большим количеством воды с мылом и доставить пострадавшего к врачу. Одежду можно использовать только после стирки. При попадании в глаза промывать большим количеством воды не менее 15 минут и доставить пострадавшего к врачу.

Действия персонала при утечке диборана.

Немедленно эвакуировать всех людей с пораженной территории. Использовать автономные дыхательные аппараты и защитную одежду. Постоянно контролировать содержание диборана в воздухе. Ликвидировать все источники возгорания, так как диборан формирует взрывоопасные смеси с воздухом. Распылить воду над пораженной территорией для удаления паров.

Действия пожарного персонала при утечке диборана.

Не использовать огнетушители на основе галогеновых соединений углерода, но использовать пену на основе белков или воду. Обязательно использовать автономные дыхательные аппараты и защитную одежду – пожарный огнеупорный костюм. Охладить источники диборана водяным аэрозолем или распыленной водой с большого расстояния. Ядовитые пары осадить водяным аэрозолем. Позволить диборану выгореть. Следить за возможными спонтанными возгораниями. Перекрыть поступление диборана. Если он в баллонах, поддерживать их низкую температуру во избежание взрыва при повышении давления.

Для защиты кожи применяют неопреновые перчатки и высокие боты (диборан повреждает резину). Для защиты глаз и лица исполь-

16

зуют защитные очки или маску. Для защиты дыхательной системы используют автономный дыхательный аппарат (во всех случаях) или противохимический противогаз с соответствующей коробкой (только для выполнения работ в штатной ситуации и отсутствии утечек диборана).

1.4. Метод расчета насадочного скруббера для очистки газообразных технологических сред от примесей

Скруббер – устройство, используемое для очистки газообразных технологических сред от примесей, пыли и опасных газов в различных химико-технологических процессах. Типичный скруббер позволяет очистить газ путем пропускания его через жидкость, причем поверхность контакта «жидкость-газ» стараются сделать как можно больше за счет распыления жидкости в форме капель или покрытия ею развитой внутренней поверхности скруббера.

Бывают следующие типы скрубберов:

башни с насадкой (насадочные скрубберы) представляют собой башню, внутренняя часть которой заполнена насадкой – пористым материалом для увеличения поверхности контакта между жидкостью и газом;

орошаемые циклоны (центробежные скрубберы) позволяют создать вращающийся поток газа, в котором капли промывной жидкости парят и поглощают из него примеси, после чего за счет центробежной силы относятся к стенкам скруббера и по ним стекают вниз, где собираются и удаяются;

пенные аппараты – скрубберы, в которых образуется пена на основе поверхностно-активных веществ, поверхность пузырьков которой способна задержать примеси проходящего газа;

скрубберы Вентури – поток очищаемого газа и поток жидкости в форме капель встречаются в скруббере, и капли поглощают примеси из газа. Лучше всего применяется на противотоке.

Для очистки неядовитых технологических сред от вредных веществ и утилизации ядовитых технологических сред перед сбросом их в атмосферу чаще всего применяются насадочные скрубберы (иногда называемые башенными скрубберами с насадкой). Схема такого скруббера приводится на рис. 1.2.

17

Рис. 1.2. Строение башенного скруббера с насадкой:

1 – корпус; 2 – насадка; 3 – патрубок для входа газа; 4 – гидравлический затвор; 5 – патрубок для выхода газа; 6 – брызгала (форсунки); 7 – лаз;

8 – поплавковая камера; 9 – бункер

Основными элементами насадочного скруббера являются насадка 2, брызгала 6 для распыления промывочной жидкости, бункер 9 для сбора отработанной промывочной жидкости. Применяемые типы насадок представлены на рис. 1.3.

аб

Рис. 1.3. Виды насадок и строение их элементов:

а – засыпка колец навалом; б – укладки рядами; 1 – керамические кольца Рашига; 2 – кольца с перегородкой; 3 – кольца с крестообразной перегородкой;

4 – кольца Палля; 5, 6 – седла; 7 – хордовая насадка

18

Лучшие результаты по очистке получаются при применении колец Палля, однако обычно для неагрессивных технологических сред применяют хордовую насадку, а для агрессивных – кольца Рашига, уложенные рядами или засыпанные навалом ввиду простоты их конструкции и дешевизны производства.

Расчету подлежат диаметр скруббера, его высота (или количество секций насадок, если он модульный) и расход промывочной жидкости.

Расчет выполняют на основе расхода очищаемого газа, его теплоемкости, поверхности насадки, параметров промывочной жидкости. Иногда, кроме очистки, скруббер выполняет охлаждение отработанной технологической среды, и в этом случае необходимо рассчитать тепловой баланс на основе теплоемкости охлаждаемого газа и жид- кости-охладителя. Кроме того, часто камеру сгорания для утилизации горючих технологических сред встраивают прямо в скруббер

ив расчет скруббера добавляется расчет сгорания утилизируемой технологической среды.

Вкачестве примера рассмотрим расчет скруббера с насадкой, выполняющего очистку проходящего неагрессивного газа от пыли

иего охлаждение, используя в качестве промывочной жидкости воду. Входные данные для расчета:

расход газа Qобщ.г = 38 000 нм3/ч; исходная температура t1 = 250 C;

температура после охлаждения t2 = 60 C.

По своему составу газ близок к атмосферному воздуху (не имеет вредных газообразных примесей), удельный вес (плотность) газа составляет 1,3 кг/нм3. Давление в скруббере не отличается от атмосферного (101,325 кПа). Содержание водяных паров в газе 50 г/нм3, пыли – 10 г/нм3. Для охлаждения выбрана схема с циркуляцией воды без промежуточного охлаждения(то есть сам скруббер неохлаждается).

Опытные данные показали: потери тепла в окружающую среду составляют 3 %; эффективность улавливания пыли в скруббере – 20 %; в цикле орошения необходимо поддерживать и отводить в отстойник пульпу, содержащую 20 г/л твердых частиц пыли.

Расход измеряется в нормальных метрах кубических в час (нм3/ч), так как объем газа зависит от его температуры и давления.

19

Алгоритм расчета

1. Определение рабочей температуры орошающей жидкости.

Эта температура зависит от влажности охлаждаемого газа и определяется теплопереносом между газом и жидкостью, а также теплотой испарения жидкости; может быть определена с помощью таблицы.

Таблица 1.3

Значения рабочей температуры воды в зависимости от температуры и влажности газа

Т = 250 · 0,97 = 242 С (с учетом потерянных трех процентов теплоты) температура жидкости составит около 56,5 С.

2.Расчет количества теплоты, которое необходимо отнять

угаза за счет нагрева и испарения промывающей жидкости.

На испарение расходуется

Q1 Eг ТQобщ.г 0,33 (242 60) 38 000 2 282 280 ккал/час,

где Ег = 0,33 – средняя теплоемкость газов, ккал/нм3· С; ∆Т – разность температуры газа, С;

Qобщ.г – часовой расход газа.

При температуре 56,5 С на испарение 1 кг воды расходуется Q2 = 565 ккал (удельная теплота парообразования воды).

На нагрев 1 кг водяных паров расходуется

Q3 Eв ТQв 0,46 (60 56,5) 1 2 ккал/кг,

где Ев – средняя теплоемкость водяных паров, ккал/кг· С; ∆Т – разность температуры воды, С.

20